Дизайн PCB - Как быстро решить проблему EMI в дизайне печатных плат

Обработка макета PCB, проводки и плоскости электропитания оказывает очень важное влияние на проблему EMI всей печатной платы. В этой статье на основе тематического анализа обсуждается, как использовать EMIStream для решения проблемы EMI на уровне платы. Поскольку электронные системы становятся все более сложными, проблемы EMI также растут. Чтобы привести свою продукцию в соответствие с соответствующими международными стандартами, дизайнерам пришлось путешествовать между офисами и лабораториями EMC, неоднократно тестировать, изменять дизайн, а затем снова тестировать. Это не только тратит впустую людские и материальные ресурсы, но и задерживает время выхода продукции на рынок, что приводит к неизмеримым потерям для бизнеса. Поэтому важно, как своевременно выявлять проблемы EMI на этапе проектирования продукта.

Электромагнитные помехи (EMI) делятся на два типа: помехи проводимости и помехи излучения. помехи проводимости - это в основном сигналы помех, создаваемые электронными устройствами, которые мешают друг другу через проводящую среду или общественные линии электропередач. Радиационные помехи - это сигналы помех, создаваемые электронным устройством, которые передаются через пространственную связь в другую сеть цепей или электронное устройство. В печатных платах существуют две формы электромагнитной энергии: дифференциальный EMI и комбинированный EMI. Когда выходной ток поступает в нагрузку, на устройстве происходит дифференциальный EMI. Основным способом решения EMI является уменьшение энергии излучения, генерируемой различными причинами на монтажной плате, а ключом к управлению EMI является снижение резонанса плоскости электропитания и сопротивления пути цепи, а также правильное размещение шунтирующих и развязывающих конденсаторов. Процесс анализа EMIStream встроен в весь процесс проектирования PCB. Решение проблем EMI на этапе проектирования помогает уменьшить количество повторяющихся конструкций. После того, как макет EMI проверяет макет 2.1, данные Allegro импортируются непосредственно в инструмент EMIStream. EMIStream и основные инструменты проектирования PCB от Mentor, Zuken, Altium и других компаний также имеют интерфейсы для обеспечения полного импорта данных. 2.2 Установить информацию о пакете и заполнить EMI на основе информации о пакете PCB. 2.3 В соответствии с данными проектирования схемы правильно заполнить соответствующие настройки частоты NET, группы последовательных помех и разностных пар, 2.4 Правила настройки параметров, мы выбираем параметры по умолчанию и выбираем элементы проверки длины и проверки радиационных значений для проверки панели. Результаты проверки отображаются в диалоговом окне. Пользователь нажимает на подсказку об ошибке, чтобы увидеть проблемный NET, а затем устраняет проблему EMI двумя способами: (1) изменить расположение деталей, чтобы уменьшить общую длину NET; (2) Изменить топологическую структуру сети, чтобы уменьшить интенсивность коммодального излучения. Проверка EMI в процессе монтажа макета и после завершения проводки: после завершения монтажа макета 3.1 проводится полная проверка сети, через NET Parameter выбираются все ключевые сигналы, которые необходимо обнаружить, такие как часы, данные, адресные линии, дифференциальные эквиваленты, Тринадцать правил могут быть выбраны произвольно в качестве эталона для испытаний EMI. 3.2 Эти 13 правил включают два правила анализа проводимости излучения, три правила анализа электрических цепей, два правила анализа источников питания и пластов, четыре правила анализа целостности сигнала и два правила анализа компоновки компонентов. В соответствии с SEVE список сверху вниз

Серьезность проблемы сетевого EMI. При открытии каждой неисправной сети будет указана вся информация об ошибках EMI, а некоторые сообщения об ошибках будут отображаться с подсказками об изменениях, в которых будут указаны значения излучения в сети и значения излучения в симплексах дифференциального излучения; В то же время сеть будет иметь высокоуровневую компоновку на PCB. Показывает яркость, и все ошибки отмечены красным кругом в сети. Результаты проверки отображаются в диалоговом окне, где неисправная сеть будет выделена на макете PCB, и все ошибки помечены красным кольцом в сети. Например, если ошибка указывает на то, что сеть не имеет полного контура тока, нажмите на ошибку, и экран будет увеличен и будет показан красный круг, чтобы отметить неправильное местоположение. В то же время всплывает диалог, который показывает причину ошибки и дает несколько предложений по изменению. Эти рекомендации включают: (1) Изменить путь провода, чтобы избежать прохождения медной фольги через различные сети, что приводит к неполной опорной плоскости и дисбалансу сопротивления. (2) Изменить форму медной фольги, чтобы провод имел полную плоскость отсчета. Вторая ошибка - это величина DB излучения сети, разделенная на разности и величины излучения в гомоде. 3.4 Затем показываются обнаруженные ошибки медной фольги, такие как отсутствие перфорации на краю медной фольги GND и чрезмерное расстояние между перфорациями, etc.3.5 Проверка на наличие последовательных помех помогает проверить наличие таких помех в узлах, работающих параллельно на одном и том же слое или проводах, проходящих через соседний слой. Предлагается параллельно изменять слишком длинные записи. После завершения проверки сети и внесения соответствующих изменений следующим шагом является резонансный анализ заземления питания. Моделирование EMItream осуществляется с помощью аналоговых панелей и конденсаторов, образующихся между источником питания и плоскостью заземления, и анализируется с помощью моделирования схемы SPICE. Большие колебания напряжения обозначаются красным, а небольшие - синим. Во - первых, проанализируйте плоскость питания 3V3, щелкните мышью, чтобы выбрать плоскость питания 3V3 и заполните информацию о расстоянии и диэлектрической константе в плоскости GND вблизи поверхности питания 3V3. Измените размер вычислительной сетки в опции Option до 3 мм и установите частоту сканирования с 30 МГц до 2 ГГц с шагом 10 МГц. Нажмите RUN для начала анализа. Для проблемы резонанса питания / плоскости Земли резонанс может быть уменьшен путем добавления развязывающих конденсаторов в места с относительно большими колебаниями напряжения. Система EMItream оснащена обычным конденсатором модели RLC. Если вам нужна специальная модель конденсатора RLC, пользователь может свободно добавлять. Мы добавили конденсаторы к C104 в некоторых красных местах. Следует отметить, что использование конденсаторов в тандеме с резисторами может быть более эффективным. Использовать один и тот же параметр для повторного анализа. На данный момент результаты анализа значительно улучшились. Только что красная область стала сине - зеленой, а резонансные значения ниже 2G упали ниже - 5дБ, что соответствует требованиям проектирования системы. Проблемы EMI при проектировании PCB являются очень сложными и требуют комплексного подхода. Анализ показывает, что (1) сочетание инструментов EMIStream с инструментами проектирования PCB может значительно повысить эффективность проектирования; (2) Проблемы EMI могут быть обнаружены и решены на этапе проектирования PCB, чтобы уменьшить количество повторяющихся изменений и сэкономить средства; (3) По сравнению с обычными инструментами анализа SI, модель IBIS не требуется, и не нужно анализировать одну сеть, а анализировать все сети. Можно получить результат; (4) Он может сразу же помочь инженерам PCB, помочь улучшить макет и стратегию проводки, уменьшить эмиссию EMI помех на печатных платах; (5) Эффективно улучшить качество дизайна, сократить цикл проектирования, ускорить время листинга.